SE524087C2 - A method for determining the friction between a surface and a tire for road vehicles driven with all wheels and a transmission clutch for distributing a torque between wheel axles comprising said method - Google Patents

A method for determining the friction between a surface and a tire for road vehicles driven with all wheels and a transmission clutch for distributing a torque between wheel axles comprising said method

Info

Publication number
SE524087C2
SE524087C2 SE0203225A SE0203225A SE524087C2 SE 524087 C2 SE524087 C2 SE 524087C2 SE 0203225 A SE0203225 A SE 0203225A SE 0203225 A SE0203225 A SE 0203225A SE 524087 C2 SE524087 C2 SE 524087C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
friction
wheels
wheel
torque distribution
drive
Prior art date
Application number
SE0203225A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0203225L (en
SE0203225D0 (en
Inventor
Anders Stenman
Urban Forsell
Fredrik Gustafsson
Original Assignee
Nira Dynamics Ab Mjaerdevi Sci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nira Dynamics Ab Mjaerdevi Sci filed Critical Nira Dynamics Ab Mjaerdevi Sci
Priority to SE0203225A priority Critical patent/SE524087C2/en
Publication of SE0203225D0 publication Critical patent/SE0203225D0/en
Priority to DE60313650T priority patent/DE60313650T2/en
Priority to PCT/SE2003/001599 priority patent/WO2004039621A1/en
Priority to AU2003269771A priority patent/AU2003269771A1/en
Priority to ES03751701T priority patent/ES2286458T3/en
Priority to EP03751701A priority patent/EP1558456B1/en
Publication of SE0203225L publication Critical patent/SE0203225L/en
Publication of SE524087C2 publication Critical patent/SE524087C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B60K17/3462Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K23/0808Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/064Degree of grip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12Friction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/26Wheel slip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/28Wheel speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/40Coefficient of friction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

A system for determining friction between a surface and a tire of a driven wheel in a wheeled vehicle having a first and a second driven wheel, comprising the steps and functions of: - calculating slip values of a first and a second driven wheel dependent on the angular velocity of said first and second driven wheels; - calculating normalised traction forces of said first and second driven wheels dependent on the torque distribution between said first and second driven wheels; - calculating a friction estimate thetaf, thetar for each of said first and second driven wheels dependent on a predetermined relation between said calculated slip and said calculated normalised traction forces. The friction estimation system combined with a transmission coupling having a variable torque distribution.

Description

524 087 fordon finns det ingen tillgänglig hjulhastighet som är tillräckligt tillförlitlig för ändamålet att bestämma den tillgängliga eller faktiska friktionen mellan däck och väg. 524 087 vehicles, there is no available wheel speed that is sufficiently reliable for the purpose of determining the available or actual friction between tire and road.

Syfte med uppfinningen Det generella syftet med föreliggande uppñnning är att lösa problemet med att bestämma den tillgängliga friktionen mellan en yta och ett däck hos ett fordon där det icke finns någon lätt tillgänglig fordonshastighet.Object of the invention The general object of the present invention is to solve the problem of determining the available friction between a surface and a tire of a vehicle where there is no readily available vehicle speed.

En aspekt av problemet är att bestämma sådan friktion i ett allhjulsdrivet vägfordon, i synnerhet när fordonshastigheten icke är direkt avledbar eller härledbar från hjulhastighetssignaler och således är okänd.One aspect of the problem is to determine such friction in an all-wheel drive road vehicle, especially when the vehicle speed is not directly divertable or derived from wheel speed signals and is thus unknown.

Sammanfattningw uppfinningen Det ovan angivna syftet uppnås och problemet löses i uppfinningen på en generell nivå genom att kombinera information om den pålagda dragkrafien eller vridmomentet och information om den resulterande hjulslimingen. Mer specifikt är lösningen att kombinera slirinformation för åtminstone två olika drivhjul och information om dragkraften avledd medelst en på förhand känd fördelning av vridmoment mellan dessa hjul.Summary of the Invention The above object is achieved and the problem is solved in the invention on a general level by combining information about the applied traction or torque and information about the resulting wheel sizing. More specifically, the solution is to combine slip information for at least two different drive wheels and information on traction derived by means of a pre-known distribution of torque between these wheels.

Slirinfonnationen alstras företrädesvis medelst hjulvinkelhastighetsinforrnation från hjulvinkelhastíghetssensorer hos vart och ett av nämnda hjul. Vridmomentsiördelningen mellan hjulen är företrädesvis känd från en teknisk specifikation över det aktuella allhjulsdriftsystemet hos fordonet. En skattning av den tillgängliga friktionen mellan ytan och däcket beräknas i enlighet med en förbestämd model som är beroende av nämnda hjulslirningsinforrnation och nämnda vridmomentfördelning.The slip information is preferably generated by wheel angular velocity information from wheel angular velocity sensors of each of said wheels. The torque distribution between the wheels is preferably known from a technical specification of the current all-wheel drive system of the vehicle. An estimate of the available friction between the surface and the tire is calculated in accordance with a predetermined model which is dependent on said wheel slip information and said torque distribution.

Uppfinningen realiseras i olika utföringsforiner som hårdvara, mjukvara eller en kombination därav. Den för närvarande föredragna utföringsforrnen realiseras som en datorprogramprodukt exekverad på ett databearbetningssystem som tar indata från sensorer hos fordonet.The invention is realized in various embodiments such as hardware, software or a combination thereof. The presently preferred embodiment is realized as a computer program product executed on a data processing system which takes input data from sensors of the vehicle.

Kortfattad beskrivning av ritningama Uppfinningen skall förklaras närmare med hjälp av de bifogade ritningarna, i vilka: Figl visar slirkurvor för olika vägytor; .a . . v. a. 1- n. : v: : z - H " I I . . . u. .u n ~ . . _ . . - e a a . - ø ~ o , . , , . . . . - . . - | . . .o 10 l5 20 25 30 524 087 3 .nu , , , _ . . - . ; nu Fig 2 - Fig 5 visar plottade kurvor som resulterar från simuleringar av en utfóringsforrn av uppñnningen, vari Fig 2 visar vridmoments- och friktionsprofiler; Fig 3 visar hjulsliming och vridmomentsfórdelning; Fig 4 visar estimerade slirkurvsparametrar for olika konstanta vridmomentsfördelningar; F ig 5 visar estimerade slirkurvsparametrar som använder en varierande vridmomentsfördelning; Fig 6 visar ett schematiskt blockdiagram/flödesschema över de funktionella blocken och stegen hos en utfóringsform av uppfinningen; och Fig 7 visar ett schematiskt blockdiagram/flödesschema över vägfriktionsestimering kombinerad med en transmíssionskoppling med variabel vridmomentsfórdelning i ett fyrhjulsdrivet (4WD) fordon.Brief description of the drawings The invention will be explained in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which: Figl shows slip curves for different road surfaces; .a. . va 1- n.: v:: z - H "II... u. .un ~.. _.. - eaa. - ø ~ o,.,,.... -.. - |... Fig. 2 - Fig. 5 shows plotted curves resulting from simulations of an embodiment of the invention, in which Fig. 2 shows torque and friction coils; Fig. 3 Fig. 4 shows estimated slip curve parameters for different constant torque distributions; Fig. 5 shows estimated slip curve parameters using a varying torque distribution; Fig. 6 shows a schematic block diagram / diagram of the functional invention and Figs. shows a schematic block diagram / fl fate diagram of road friction estimation combined with a transmission torque with variable torque distribution in a four-wheel drive (4WD) vehicle.

Detalierad beskrivning av utfóringsfonner Generella koncept Uppfinníngen är baserad på begreppet hjulslirning i förhållande till en vägyta.Detailed description of design features General concepts The design is based on the concept of wheel slip in relation to a road surface.

Denna relation presenteras vanligen som den longitudinella slirningen i procent som en funktion av den normaliserade dragkraften som läggs på hjulen, vilket resulterar i den så kallade slirkurvan. Det finns olika slirkurvor fór olika ytor, såsom asfalt, grus och is fór ett vägfordon såsom visas i F i g. 1. Mer stringent uttryckt uppträder slirningen mellan ett däck hos hjulet och en yta som är i kontakt med däcket. Emellertid kommer i denna text hjul och däck att användas som synonymer for uppfinningens ändamål i detta avseende.This relationship is usually presented as the longitudinal slip in percent as a function of the normalized traction applied to the wheels, resulting in the so-called slip curve. There are different slip curves for different surfaces, such as asphalt, gravel and ice for a road vehicle as shown in Fig. 1. More strictly speaking, the slip occurs between a tire of the wheel and a surface which is in contact with the tire. However, in this text, wheels and tires will be used as synonyms for the purposes of the invention in this regard.

Det grundläggande antagandet är att hjulslirníngen s, definierad som s = (a) -r - v) /v , och den normaliserade dragkraften ,u är relaterade till varandra enligt y = f (s) . Här är a) hjulvinkelhastigheten, r är hjulradie och f (-) är en icke-linjär mappning. Den intressanta kvantiteten att estimera fór detta ändamål är maxvärdet av f (-) , i.e., p, = sup | f (s) I , vilket är den maximalt tillgängliga friktionen för ytan ifråga.The basic assumption is that the wheel slip s, defined as s = (a) -r - v) / v, and the normalized traction force, u are related to each other according to y = f (s). Here a) is the wheel angular velocity, r is the wheel radius and f (-) is a non-linear mapping. The interesting quantity to estimate for this purpose is the maximum value of f (-), i.e., p, = sup | f (s) I, which is the maximum available friction for the surface in question.

Emellertid gör avsaknaden av excitation, dvs. att endast små till moderata slirvärden är tillgängliga under normal köming, i allmänhet att det är svårt att estimera maxvärdet. Det bakomliggande tillvägagångssättet som används i uppfinningens vägfriktionsestimering är att estimera parametrar som styr formen hos slirkurvan i ett område runt ,u=0 (t.ex. slirfaktor (slip-slope) och sliroffset) med användning av en parametriserad model av slirkurvan. Maxvärdet, således motsvarande den tillgängliga friktionen, beräknas sedan med användning av den tillämpade modellen och de resulterande parameterskattningarna. 10 15 20 25 30 524 087 4 I AWD-fallet (allhjulsdriftfallet) finns probleinaspekten att beräkna en tillförlitligt skattning av den tillgängliga friktionen utan att ha tillförlitlig kunskap om < . ~ . . | ~ - » nu fordonshastigheten. Detta beror på det faktum att i AWD-fallet slirar alla hjulen och därför ger en beräkning av fordonshastigheten baserad på vinkelhastigheten hos drivande hjul en felaktig skattning av den sanna fordonshastigheten. Se också avsnittet om känd teknik ovan. Lösningen på denna problemaspekt och idén bakom denna uppfinning är att modifiera det bakomliggande tillvägagångssättet att manipulera alla kända samband (dvs. ekvationer) och variabler för att åstadkomma en tillförlitlig skattning av den tillgängliga friktionen hos ett allhjulsdrivet fordon.However, the lack of excitation, i.e. that only small to moderate slip values are available during normal running, in general that it is difficult to estimate the maximum value. The underlying approach used in the invention's road friction estimation is to estimate parameters that control the shape of the slip curve in an area around, u = 0 (eg slip factor and slip offset) using a parameterized model of the slip curve. The maximum value, thus corresponding to the available friction, is then calculated using the applied model and the resulting parameter estimates. 10 15 20 25 30 524 087 4 In the AWD case (all-wheel drive case), the problem aspect is to calculate a reliable estimate of the available friction without having reliable knowledge of <. ~. . | ~ - »now the vehicle speed. This is due to the fact that in the AWD case, all the wheels slip and therefore a calculation of the vehicle speed based on the angular speed of driving wheels gives an incorrect estimate of the true vehicle speed. See also the section on prior art above. The solution to this problem aspect and the idea behind this invention is to modify the underlying approach of manipulating all known relationships (ie equations) and variables to provide a reliable estimate of the available friction of an all-wheel drive vehicle.

I en generell utföringsforrn görs detta genom att kombinera fordonshastighet v i beroende av slirekvationer y = f (s) för två olika hjul, typiskt ett framhjul och ett bakhjul, och genom att ersätta fordonshastigheten v i en av ekvationerna med användning av ett uttryck för v som har erhållits genom manipulering av de andra ekvationema. Detta löser problemet med den okända referenshastigheten. Emellertid introduceras en ny problemaspekt. Närmare bestämt erhålles en ny ekvation genom att substituera v i en ekvation (exempelvis den för framhjulet) med ett uttryck för v som har erhållits med användning av den andra ekvationen (för bakhjulet). Denna nya ekvation innehåller de nonnaliserade dragkraftema för båda hjulen (eller hjulaxlama) och inte bara det för tillfället studerade hjulet (eller hjulaxeln) för vilket den tillgängliga friktionen skall bestämmas. Emellertid specificeras i enlighet med uppfinningen en modell i form av ett ekvationssystem i beroende av vridmomentfördelningen mellan hjulen (eller hjulaxlama).In a general embodiment this is done by combining vehicle speed vi depending on slip equations y = f (s) for two different wheels, typically a front wheel and a rear wheel, and by replacing the vehicle speed vi one of the equations using an expression for v which has obtained by manipulating the other equations. This solves the problem of the unknown reference speed. However, a new problem aspect is introduced. More specifically, a new equation is obtained by substituting v in an equation (for example, that for the front wheel) with an expression for v obtained using the second equation (for the rear wheel). This new equation contains the non-analyzed traction forces for both wheels (or wheel axles) and not just the currently studied wheel (or wheel axle) for which the available friction is to be determined. However, in accordance with the invention, a model in the form of an equation system is specified depending on the torque distribution between the wheels (or wheel axles).

Genom utnyttjande av à priori-kunskap (i förväg känd kunskap) om denna vridmomentfördelning beräknas ur ekvationssystemet en skattning av den tillgängliga friktionen. Å priori-kunskapetn om vridmomentfördelningen är vanligen känd från tekniska specifikationer av moderna kommersiellt tillgängliga AWD-system, till exempel Haldex LSC.By utilizing a priori knowledge (prior knowledge) of this torque distribution, an estimate of the available friction is calculated from the system of equations. Prior art knowledge of torque distribution is generally known from technical specifications of modern commercially available AWD systems, such as Haldex LSC.

Generellt implementeringsexemnel I en utföringsform av uppfinningen tillämpad på ett AWD-fordon med en främre hjulaxel och en bakre hjulaxel är det ovan sammanfattade generella uppfinningskonceptet eller uppfinningsidén såsom följer.General Implementation Example In an embodiment of the invention applied to an AWD vehicle with a front wheel axle and a rear wheel axle, the general inventive concept or inventive concept summarized above is as follows.

Bilda den uppmätta slimingen via uttrycket (JJ-d) S____f r IN 60 V' 10 15 20 524 087 5' där co, och w, är vinkelhastighetema hos frärnre f respektive bakre r hjulen. Uppmätta värden för dessa vinkelhastigheter tas företrädesvis från existerande hjulvinkelsensoreri fordonet. Låt Y beteckna det totalt tillgängliga vridmomentet efter växellådan. Då kan, genom antagandet att vridmomentfórdelningen mellan de främre och bakre axlama är T f = yT T , = (1 - r)T där y e [OJ] är en känd vridmomentöverfóringsparameter, de normaliserade dragkrafterna beräknas som Tf HM = zffNf' TI' ”f” = 241V, där r, , r,, Ng, and N , är hjulradiema och normalkrafterna vid framaxlarna respektive bakaxlarna.Form the measured slimming via the expression (JJ-d) S____f r IN 60 V '10 15 20 524 087 5' where co, and w, are the angular velocities of the front f and rear r wheels respectively. Measured values for these angular velocities are preferably taken from existing wheel angle sensors in the vehicle. Let Y denote the total available torque after the gearbox. Then, assuming that the torque distribution between the front and rear axles is T f = yT T, = (1 - r) T where ye [OJ] is a known torque transmission parameter, the normalized tensile forces can be calculated as Tf HM = zffNf 'TI' " f ”= 241V, where r,, r ,, Ng, and N, are the wheel radii and the normal forces at the front axles and rear axles respectively.

Genom eliminering av den okänd hastigheten v i slirekvationema for framhjulen och bakhjulen kan det visas att de reduceras till w r sf wff (s,+1)-l Genom ytterliggare manipuleringar kan det sedan visas att den uppmätta slimingen sm och uttrycken fór de sanna slimingama sf and s, är relaterade som sf "sf s +å III Ill s, +l där ö är den relativa skillnaden i radier mellan framhjulen och bakhjulen, dvs. å=V',-I”f I” I' Vidare har vi också u =f(S) QS =f"(u), så att den uppmätta slimingen och de norrnaliserade dragkraftema är relaterade till varandra enligt ff (u,,,,.) +1 10 15 20 25 30 524 087 Detta kan omforrnuleras som sm = g(uf,m 2 tunnt *ef 'Gr 7 1 där g(-) är en icke-linjär mappning och 9, och 9, är parametrar som styr formerna hos fram- och bakslimingskurvoma nära y = 0. Detta uttryck kan förenklas ytterliggare genom antagandet att däckJvägfriktionsegenskapema hos framhjulen och bakhjulen är liknande. Detta ger S.. = gwf... - u... ß), dvs. det är bara skillnaden i nonnaliserade dragkrafter som har betydelse. Éåsom tidigare antages det att 9 är beroende av den maximala friktionen, dvs. ß = Hm.) .By eliminating the unknown velocity at the slip equations for the front wheels and rear wheels, it can be shown that they are reduced to wr sf wff (s, + 1) -l. s, are related as sf "sf s + å III Ill s, + l where ö is the relative difference in radii between the front wheels and the rear wheels, ie å = V ', - I" f I "I' Furthermore, we also have u = f (S) QS = f "(u), so that the measured slimming and the normalized tensile forces are related to each other according to ff (u ,,,,.) +1 10 15 20 25 30 524 087 This can be reformulated as sm = g (uf, m 2 thin * ef 'Gr 7 1 where g (-) is a non-linear mapping and 9, and 9, are parameters that control the shapes of the front and back gluing curves near y = 0. This expression can be simplified further by the assumption that the tire road friction characteristics of the front and rear wheels are similar, this gives S .. = gwf ... - u ... ß), ie. it is only the difference in non-analyzed traction that matters. As before, it is assumed that 9 is dependent on the maximum friction, ie. ß = Hm.).

Av dessa formler och ekvationer framgår det att kvaliteten hos den skattade 9 är kritiskt beroende av beskaffenheten av vridmomentfördelningen y och används därför som en skattning av den maximalt tillgängliga friktionen. Observera emellertid att y =l motsvarar framhjulsdriftfallet (FWD = front wheel drive) medan y = O motsvarar bakhjulsdriftfallet (RWD = rear wheel drive). Om y = 0.5 konstant så kan 9 icke skattas på grund av avsaknad av identifierbarhet, dvs. att det finns i detta fall ingen användbar information i signalerna som kan användas till att skatta den okända parametern 9 .From these formulas and equations it appears that the quality of the rated 9 is critically dependent on the nature of the torque distribution y and is therefore used as an estimate of the maximum available friction. Note, however, that y = 1 corresponds to the front wheel drive drop (FWD = front wheel drive) while y = 0 corresponds to the rear wheel drive drop (RWD = rear wheel drive). If y = 0.5 constant then 9 cannot be estimated due to lack of identifi identbability, ie. that in this case there is no useful information in the signals that can be used to estimate the unknown parameter 9.

Allteftersom y närmar sig värdet 0.5 tenderar SNR gå mot noll, vilket gör det svårare och svårare att skatta slirfaktorn. En möjlig avhjälpande åtgärd i en sådan situation är att förbättra excitationsnivån genom att begära ändringar i vridmomentfördelningen. Om emellertid y varierar, såsom är fallet i många moderna AWD-system, kan 9 skattas fastän noggrannheten hos skattningen kommer att vara bäst nära framhjulsdriftsituationerna (FWD) eller bakhjulsdriflsituationema (RWD), dvs. nära y =l respektive y = 0.As y approaches the value 0.5, SNR tends to go towards zero, making it harder and harder to estimate the slip factor. One possible remedy in such a situation is to improve the level of excitation by requesting changes in the torque distribution. However, if y varies, as is the case in many modern AWD systems, 9 can be estimated, although the accuracy of the estimate will be best close to the front wheel drive (FWD) or rear wheel drive (RWD) situations, i.e. close to y = 1 and y = 0, respectively.

Friktionsparametem 9 kan valbart överföras till en lämplig skala av värden för att anpassa friktionsskattningen till presentation för en mänsklig användare eller för användning till styrning av andra funktionella delar av fordonet.The friction parameter 9 can optionally be transferred to a suitable scale of values to adapt the friction estimate to presentation to a human user or for use in controlling other functional parts of the vehicle.

Detaljerad utföringsforrn Parametriseringen g(-) som användes i det föregående avsnittet är generellt och kan göras godtyckligt komplext. Emellertid skall för praktisk användning i en on-line- implementering i ett fordon denna funktion företrädesvis ha en enkel forrn. Ett rimligt . . . . . » » - - n- 10 15 20 25 524 087 antagande är for den skull att det för små slirvärden är ett linjärt samband mellan slirning s(t) och norrnaliserad dragkraft y(t), enligt w) = fame, s, (t) = p,(t)6, där index f och r indikerar framaxel respektive bakaxel. Dessa uttryck kan användas till att bilda regressionsmodeller fór de okända parametrarna 6 f and 9,. Genom ytterliggare manipulering av forrnlema kan det visas att relationen mellan den sanna slimingen och den uppmätta slirningen är S..(f)~S,(f)-S,(f)+5 där 6 är den relativa skillnaden i radier mellan framhjulen och bakhjulen.Detailed embodiment The parameterization g (-) used in the previous section is general and can be made arbitrarily complex. However, for practical use in an on-line implementation in a vehicle, this function should preferably have a simple form. A reasonable. . . . . »» - - n- 10 15 20 25 524 087 assumption is for the reason that for small slip values there is a linear relationship between slip s (t) and normalized traction force y (t), according to w) = fame, s, (t ) = p, (t) 6, where indices f and r indicate front axle and rear axle respectively. These terms can be used to form regression models for the unknown parameters 6 f and 9 ,. By further manipulating the shapes, it can be shown that the relationship between the true slimming and the measured slippage is S .. (f) ~ S, (f) -S, (f) +5 where 6 is the relative difference in radii between the front wheels and the rear wheels.

En rättfram parametrisering som är lämplig for skattning är därför modellen ef s., (f) = u) = (u, (f) - nu) 1 ß, - ö Ett annat kanske mera föredraget tillvägagångssätt är att antaga att parametrama 9/ och 6, , och således slirkurvoma, är lika vid både framhjulet och bakhjulet, dvs. k f = k,. Detta ger modellen mi) = Sf.. (f) = (HN) - u, (f) lígj , som är generell och också gäller for framhjulsdrivna (FWD) och bakhjulsdrivna (RWD) fordon.A straightforward parameterization that is suitable for estimation is therefore the model ef s., (F) = u) = (u, (f) - now) 1 ß, - ö Another perhaps more preferred approach is to assume that parameters 9 / and 6,, and thus the slip curves, are equal at both the front wheel and the rear wheel, i.e. k f = k ,. This gives the model mi) = Sf .. (f) = (HN) - u, (f) lie, which is general and also applies to front-wheel drive (FWD) and rear-wheel drive (RWD) vehicles.

Friktionsparametern 6 kan estimeras både vid den vänstra och vid den högra sidan av fordonet. Detta innebär ett flertal frihetsgrader i bildandet av den slutliga fiiktionsskattningen. Ett tillvägagångssätt är att betrakta minimivärdet, dvs. 6 = min(6,,9,).The friction parameter 6 can be estimated both at the left and at the right side of the vehicle. This means a number of degrees of freedom in the formation of the final iction estimate. One approach is to consider the minimum value, ie. 6 = min (6,, 9,).

Ett annat tillvägagångssätt är att betrakta medelvärdet, dvs. 9 = (9, +6,)/2.Another approach is to look at the mean, ie. 9 = (9, +6,) / 2.

Fig 6 visar schematiskt i ett kombinerat blockdiagrarn och flödesschema funktioner och steg hos en utfóringsforrn av uppfinningen. Således inmatas en vinkelhastighetssignal u) 312 innefattande värden for hastighetssignaler fór vinkelhastigheten hos drivhjul till samplingssteget 302. Eventuellt mottages vinkelhastighetssignalerna i en digital fonn från ett existerande digitalt system. I steg 304 beräknas slirvärden for drivhjul och utmatas till steg 306. I steg 306 beräknas ... ... . . --_: _--_ _--_ _; _", . .- . . . _ , - -. ß. . a n. - - z s' u '___ u. . . r . . - u.. fl - _ _ _ . . . . a . v - - - _ 1 _ _ _ _ _ . . . . . . . . . .- 10 15 20 25 30 524 087 nonnaliserade dragkrafter hos drivhjul i beroende av de beräknade slírvärdena i beroende av ett inmatat eller i förväg lagrat värde 314 på den aktuella vridmomentfördelningen mellan axlar hos drivhjulen. I steg 308a beräknas en friktionsskattning i beroende av de beräknade nonnaliserade dragkraftema och av ett förbestämt eller i förväg lagrat förhållande mellan sliming och nonnaliserade dragkrafier. En eller flera friktionsskattningsparametrar 318 utmatas från steg 308, å ena sidan eventuellt för direkt presentation och å andra sidan eventuellt till steg 310 som förekommer i utföringsformer av uppfinningen. I steg 310 alstras ett börvärde för vridmomentfördelning mellan drivaxlar eller hjul genom beräkning eller genom selektering från en i förväg lagrad tabell, och en vridmomentfördelningssignal utmatas för användning till styrning av en transmissionskoppling med variabel vridmomentfördelning mellan drivaxlar. Börvärdet beräknas eller selekteras exempelvis i beroende av den rådande vridmomentfördelningen för att åstadkomma en vridmomentfördelning som medger en noggrann estimering av den tillgängliga friktionen i rådande körförhâllanden. Börvärdet för vridmomentfördelningen kan också beräknas eller selekteras i beroende av friktionsskattningen för att åstadkomma en förbättrad körsituation med avseende på slirande hjul.Fig. 6 schematically shows in a combined block diagram and diagram the functions and steps of an embodiment of the invention. Thus, an angular velocity signal u) 312 including values for velocity signals for the angular velocity of drive wheels is input to the sampling stage 302. Optionally, the angular velocity signals are received in a digital form from an existing digital system. In step 304, slip values for drive wheels are calculated and output to step 306. In step 306, ... ... is calculated. . --_: _ - _ _ - _ _; _ ",. .-... _, - -. ß.. a n. - - zs 'u' ___ u... r.. - u .. fl - _ _ _.... a. v - - - _ 1 _ _ _ _ _......... - 10 15 20 25 30 524 087 analyzed traction forces of drive wheels in dependence on the calculated slip values in dependence on an input or pre-stored value 314 on In step 308a, a friction estimate is calculated depending on the calculated nonnalized traction forces and on a predetermined or pre-stored relationship between slimming and nonnalized traction forces.One or other friction estimation parameters from the side 308 are output, for direct presentation and on the other hand possibly to step 310 which occurs in embodiments of the invention In step 310 a setpoint value for torque distribution between drive shafts or wheels is generated by calculation or by selection from a pre-stored table, and a torque distribution signal is output for use in steering a v a transmission clutch with variable torque distribution between drive shafts. The setpoint is calculated or selected, for example, depending on the prevailing torque distribution in order to achieve a torque distribution which allows an accurate estimation of the available friction in the prevailing driving conditions. The setpoint for the torque distribution can also be calculated or selected depending on the friction estimate to achieve an improved driving situation with respect to sliding wheels.

En utföringsfonn av allhjulsdrift (AWD) Fig 7 visar en exemplifierande utföringsfonn av ett allhjulsdrivet fordon (AWD-fordon) försett med en transmissionskoppling med en variabel vridmomentfördel- ning mellan drivaxlar och drivhjul. Fig 7 är en schematisk skiss av ett 4-hjuligt AWD- fordon 402 med drivhjul vänster fram FL, höger fram FR, vänster bak RL och höger bak RR. Fordonet 402 har en främre transmissionskoppling 404 anordnad för fördelning av vridmoment mellan drivhjulen vänster fram och höger fram, och en bakre transmissions- koppling 406 anordnad för fördelning av vridmoment mellan drivhjulen vänster bak och höger bak. Transmissionskopplingsanordningen är vidare försedd med funktionalitet för att variera vridmomentsfördelningen mellan de främre och bakre transmissionskopplingarna. I en variant är den främre respektive den bakre transmissionskopplingen försedd med funk- tionalitet för att variera vridmomentfördelningen mellan vänster och höger hjul.An all-wheel drive (AWD) embodiment Fig. 7 shows an exemplary embodiment of an all-wheel drive vehicle (AWD vehicle) equipped with a transmission clutch with a variable torque distribution between drive shafts and drive wheels. Fig. 7 is a schematic sketch of a 4-wheel AWD vehicle 402 with drive wheels left front FL, right front FR, left rear RL and right rear RR. The vehicle 402 has a front transmission clutch 404 arranged to distribute torque between the drive wheels left front and right front, and a rear transmission clutch 406 arranged to distribute torque between the drive wheels left rear and right rear. The transmission clutch device is further provided with functionality to vary the torque distribution between the front and rear transmission clutches. In a variant, the front and rear transmission clutches are provided with functionality to vary the torque distribution between the left and right wheels.

En AWD-transmissionskoppling lämplig för uppfmningens ändamål med friktionsestimering kombinetrat med en transmissionskoppling som har variabel vridmo- mentfördelning mellan drivna hjulaxlar utformas exempelvis i enlighet med transmissions- kopplingen Haldex LSC®. En sådan konstruktion innefattar tre funktionella huvuddelar, närmare bestämt en hydraulisk pump driven i beroende av slimingen mellan axlar- . .- .n n. n a .a s .a n ._ ' . . n. o. . .n z :v z _ ' _ , ., .. - s o. . _ _ _ 0 _" .n . e . - a :Hv-I' _ , . a . . - . . . . . _ n 8 . . . . . , ...... . . 10 15 20 25 30 524 087 »_ na/hjulen, en våt flerskivskoppling (wet multi-plate clutch) och en styrbar strypventil med en elektronisk styranordning. Kopplingsenheten kan betraktas som en hydraulisk pump, där huset och en ringformig kolv är kopplade till en första axel och ett kolvmanövreringsorgan är kopplat till den andra axeln. De två axlarna är förbundna via kopplingspaketet för den våta flerskivskopplingen, vilket nonnalt är obelastat och således icke överför något vrid- moment mellan axlarna. När båda axlarna roterar vid samma hastighet finns det inte någon pumpaktivitet. Omedelbart när en hastighetsskillnad uppträder aktiveras pumpningen och börjar alstra olj etryck. Eftersom detta är en kolvpump är det praktiskt taget ögonblicklig reaktion utan någon pumpningsförlust pga. av låg hastighet. Oljan flyter till en kopplings- kolv som således komprimerar kopplingspaketet och bromsar hastighetsskillnaden mellan axlarna. Oljan återvänder till reservoaren via en styrbar strypventil, vilken styr oljetrycket och kraften på kopplingspaketet. Vid drivning, dvs. höga slirtillstånd levereras ett högt tryck, medan i snäva kurvor, dvs. vid parkering, eller vid höga hastigheter åstadkommes ett mycket lägre tryck. Återigen med referens till fig. 7, levererar hjulvinkelhastighetssensorer vid varje hjul hjulhastighetssignaler co som samlas in vid ett inmatningsteg 405 hos en friktionsskattare 404. Friktionsskattaren innefattar i steg 412 en funktionalitet för vägfriktionsskattning som mottar som indata vinkelhastighetsvärdena och eventuellt styrindata 408 såsom körfallsinfonnation, önskad vridmomentfördelning eller förbestämda eller i förväg lagrade tekniska parametrar. Vägfriktionsskattningssteget 412 innefattar funktionalitet för friktionsskattning i enlighet med ovan beskrivna utföringsfonner och matar ut en friktionsskattning i form av en friktionsberoende parameter 6 410.An AWD transmission clutch suitable for the purposes of the invention with friction estimation combined with a transmission clutch that has variable torque distribution between driven wheel axles is designed, for example, in accordance with the Haldex LSC® transmission clutch. Such a construction comprises three functional main parts, more specifically a hydraulic pump driven in dependence on the slimming between the axles. .- .n n. n a .a s .a n ._ '. . n. o.. .n z: v z _ '_,., .. - s o.. _ _ _ 0 _ ".n. E. - a: Hv-I '_,. A.. -.... _ N 8....., ........ 10 15 20 25 30 524 087 »_ na / the wheels, a wet multi-plate clutch and a controllable throttle valve with an electronic control device. A piston actuator is connected to the other shaft.The two shafts are connected via the clutch package for the wet disc clutch, which is normally unloaded and thus does not transmit any torque between the shafts.When both shafts rotate at the same speed there is no pumping activity.Immediately when a speed difference occurs, the pumping is activated and starts to generate oil pressure.Because this is a piston pump, it is practically instantaneous reaction without any pumping loss due to low speed.The oil fl turns into a clutch piston which thus compresses the clutch package and brakes the speed difference m ellan axlarna. The oil returns to the reservoir via a controllable throttle valve, which controls the oil pressure and the force on the coupling package. When driving, ie. high slip conditions deliver a high pressure, while in tight curves, ie. when parking, or at high speeds, a much lower pressure is achieved. Again with reference to fi g. 7, wheel angular velocity sensors at each wheel supply wheel velocity signals co which are collected at an input stage 405 of a friction estimator 404. The friction estimator comprises in step 412 a road friction estimation functionality which receives as input angular velocity values and optionally controlled input data 408 technical parameters. The road friction estimation step 412 comprises friction estimation functionality in accordance with the embodiments described above and outputs a friction estimation in the form of a friction dependent parameter 6 410.

Friktionsparametern 9 410 är företrädesvis tillgänglig för presentation eller användning och inmatas också till steg 414. I steg 414 finns det funktionalitet för utvärdering av friktion och vridmomentfördelning och för utmatning av en begärsignal 415 för en önskad vridmomentfördelning i beroende av förbestämda eller dynamiskt inmatade inparametrar.The friction parameter 9 410 is preferably available for presentation or use and is also input to step 414. In step 414 there is functionality for evaluating friction and torque distribution and for outputting a request signal 415 for a desired torque distribution depending on predetermined or dynamically input pairs.

Begärsignalen 415 inmatas till ett styrsteg för vridmomentfördelning 416 som levererar en styrsignal för vridmomentfördelning 418 till transmissionskopplingarna 406, 404.The request signal 415 is input to a torque distribution control stage 416 which supplies a torque distribution control signal 418 to the transmission couplings 406, 404.

Transmissionskopplingsanordningen varierar i sin tur vridmomentfördelningen i enlighet med styrsignalen 418.The transmission coupling device in turn varies the torque distribution in accordance with the control signal 418.

Simuleringsresultat För att illustrera prestandan och den tekniska effekten hos uppfinningen beskriver detta avsnitt resultaten av simuleringar av skattningsmodellen tillämpad under . n ..- »en u u ~a n 40. _I<_ __ . . . . . - . - :ß _ 1 _ _ , , .Simulation results To illustrate the performance and technical effect of the invention, this section describes the results of simulations of the estimation model applied below. n ..- »en u u ~ a n 40. _I <_ __. . . . . -. -: ß _ 1 _ _,,.

I ' fl ' ' " ° ' -. u»- n. . . - - - :-~:°°'_ 2 _' ' . . q ' 2 I ' ' ° . . . . - . . . . ~ . .- . . 10 15 524 087 /O köming rakt fram med ett AWD-fordon. Användningen av en enkel dynamisk modell tillsammans med vridmoments- och friktionsprofilema som visas i Fig. 2 har alstrat artificiella data för simuleringen.I 'fl' '"°' -. U» - n... - - -: - ~: °° '_ 2 _' '.. Q' 2 I '' °.... -... The use of a simple dynamic model together with the torque and friction problems shown in Fig. 2 has generated artificial data for the simulation. ~. .-.. 10 15 524 087 / O driving straight ahead with an AWD vehicle.

Starta simuleringsstudien genom att betrakta konstanta vridmomentfórdelningar, F ig. 3 visar den skattade 6 med användning av värdena y = 1 (motsvarande ett framhjulsdrivet fordon - FWD-fordon), y = 0.8 och y = 0.55. Plotteni F i g. 3 visar att fónnågan att skatta 6 -parametem minskar efterhand som vridmomentfórdelningen y närmar sig värdet 0.5. I det degenererade fallet där y E 0.5 , kan 6 -parametem icke skattas alls beroende på avsaknad av identifierbarhet.Start the simulation study by considering constant torque distributions, Figs. 3 shows the estimated 6 using the values y = 1 (corresponding to a front-wheel drive vehicle - FWD vehicle), y = 0.8 and y = 0.55. Plot F in g. 3 shows that the ability to estimate the 6 parameter decreases as the torque distribution y approaches the value 0.5. In the degenerate case where y E 0.5, the 6 parameter cannot be estimated at all due to lack of identifiability.

En kanske mer intressant simulering än den föregående är att antaga att vridmomentfórdelningen fram/bak är en funktion av den faktiska slirningen. Detta är den princip som de flesta modema AWD-system använder. Fig. 4 visar den skattade 6 for ett exemplifierande val av en sådan funktion. Hjulslimingen for framhjul (övre kurvan) och bakhjul (nedre kurvan) och den resulterande vridmomentfórdelningen visas i Fig. 5.A perhaps more interesting simulation than the previous one is to assume that the torque distribution front / rear is a function of the actual slip. This is the principle used by most modern AWD systems. Fig. 4 shows the estimated 6 for an exemplary selection of such a function. The wheel gluing for the front wheels (upper curve) and rear wheels (lower curve) and the resulting torque distribution are shown in Fig. 5.

Dessa simuleringar visar att friktionsparametem skattas noggrant medelst uppfinningen så länge som vridmomentdistributionen mellan främre och bakre hjulaxlar icke är lika. Såsom har nämnts ovan kan identifierbarheten emellertid förbättras genom att tillåta friktionsskattningsalgoritmen att begära ändringar i y -parametem.These simulations show that the friction parameter is accurately estimated by the invention as long as the torque distribution between front and rear wheel axles is not equal. However, as mentioned above, the identifiability can be improved by allowing the friction estimation algorithm to request changes in the y parameter.

. ~ - . - . - - I II 10 l5 20 25 524 087 Praktiska implementeringar En praktiskt implementerad utföringsform av uppfinningen innefattar företrädesvis datorprogramkoddelar innefattande programkod anpassad till att utföra de matematiska operationerna som beskrivs ovan. Dessa operationer utförs i beroende av inparametrar från hjulvinkelhastighetssensorer och av en förbestämd, eventuellt variabel, vridmomentdistributionsparameter som beskriver vridmomentdistributionen mellan ett forsta och ett andra hjul eller hjulaxel.. ~ -. -. - - I II 10 l5 20 25 524 087 Practical implementations A practically implemented embodiment of the invention preferably comprises computer program code parts comprising program code adapted to perform the mathematical operations described above. These operations are performed depending on input parameters from wheel angular velocity sensors and on a predetermined, possibly variable, torque distribution parameter which describes the torque distribution between a first and a second wheel or wheel axle.

Datorprogramkodsdelarna laddas företrädesvis in i en digital databearbetningsenhet och anpassas till att styra databearbetningsenheten att utföra stegen och funktionerna hos uppfinningen. Värden hos inparametrar samplas repetitivt och bearbetas för att beräkna och mata ut en skattning av den rådande tillgängliga friktionen mellan vägen och ett specifikt hjul. Detta utförs för alla hjulen hos fordonet eller för ett urval av hjulen. Den utmatade skattningen används i olika utföringsformer exempelvis till bromstyming, antislirstyming, larm och liknande.The computer program code portions are preferably loaded into a digital data processing unit and adapted to control the data processing unit to perform the steps and functions of the invention. Values of input parameters are repeatedly sampled and processed to calculate and output an estimate of the prevailing available friction between the road and a specific wheel. This is done for all the wheels of the vehicle or for a selection of the wheels. The output estimate is used in various embodiments, for example for brake control, anti-slip control, alarms and the like.

Det skall noteras att de ovanstående utföringsfonnerna beskrivs såsom exempel av uppfinningen. Så finns det exempelvis olika kombinationer av första och andra hjul och av parametrar för första och andra hjul i beräkningarna och ekvationerna. I de ovanstående exemplen väljs och presenteras specifika konfigurationer av fram- och bakhjul, men det skall således noteras att andra sådana konfigurationer är tänkbara. Andra exempel av sådana konfigurationer är första hjul höger fram, andra hjul vänster fram; första hjul höger bak, andra hjul vänster bak; första hjul bak, andra hjul fram och så vidare.It should be noted that the above embodiments are described as examples of the invention. For example, there are different combinations of first and second wheels and of parameters for first and second wheels in the calculations and equations. In the above examples, specific configurations of front and rear wheels are selected and presented, but it should thus be noted that other such configurations are conceivable. Other examples of such configurations are first wheel right front, second wheel left front; first wheel right rear, second wheel left rear; first rear wheels, second front wheels and so on.

Således är index f och ri ekvationema generellt utbytbara med index första (1) och andra (2).Thus, the indices f and ri of the equations are generally interchangeable with indices first (1) and second (2).

Olika tillämpningar Uppfinningen tillämpas med fördel i olika slag av vägfordon, men kan också tillämpas i andra hjulfordon såsom robotar eller truckar. . .. Ü ' a w I I I II " " °" " ° n :ao H - ; ;;-,' . . . . . . . . . . .-Different applications The invention is advantageously applied in different types of road vehicles, but can also be applied in other wheeled vehicles such as robots or trucks. . .. Ü 'a w I I I II "" ° "" ° n: ao H -; ;; -, '. . . . . . . . . . .-

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 524 087 12 Patentkrav . En metod för bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, innefattande stegen att: - beräkna slirvärden hos ett första och ett andra drivhjul i beroende av vinkelhastigheten hos nämnda första och andra drivhjul; - beräkna norrnaliserade dragkrafter hos nämnda första och andra drivhjul i beroende av vridmomentfördelningen mellan nämnda första och andra drivhjul; - beräkna en friktionsskattning 91 , 62 för var och en av nämnda första och andra drivhjul i beroende av ett förbestämt förhållande mellan nämnda beräknade slirning och nämnda beräknade normaliserade dragkrafter. . Metoden enligt krav 1, varvid nämnda slirvärden beräknas på ett sätt som motsvarar skillnaden mellan vinkelhastigheten hos nämnda första respektive andra hjul, dividerat med vinkelhastigheten hos nämnda andra hjul. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda slirvärden sm beräknas på ett sätt motsvarande sambandet _wf-w, m- 9 0) I' S där mf och co, är vinkelhastighetema hos fram- respektive bakhjulet. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda norrnaliserade dragkrafier p beräknas på ett sätt motsvarande sambanden T = f ”f” zrNf _ T, ”W zrN, där r , N f and N , är hjulradien och nonnalkrafterna vid den främre (f) respektive bakre (r) hjulaxeln. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda friktionsskattning beräknas medelst ett samband mellan slimingen och den norrnaliserade dragkrafien i beroende av skillnaden mellan de normaliserade dragkrafterna hos nämnda första respektive andra 10 15 20 25 10. 524 087 . . ~ . .- /3 drivhjui. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda friktionsskattningar beräknas medelst ett linjärt samband mellan sliming s(t) och nonnaliserad dragkrafi y(t) hos nänmda första respektive andra drivhjul, motsvarande SfU) = Hf(l)9f MI) = /1,(f)9, där index f och r indikerar främre (f) respektive bakre (r) hjulaxlar. Metoden enligt det föregående kravet, varvid friktionsskattningspararnetrama 9f och 6, bestäms medelst en regressionsmodell. Metoden enligt något av föregående krav, varvid beräkningen av slirningen förbättras ytterligare på ett sätt motsvarande sambandet mellan den sanna slimingen sm och den uppmätta slimingen sfis, SMU) z SN) -S,(f)+5, där ö är den relativa skillnaden i radier mellan framhjulet och bakhjulet, r, - rf dvs. 6 = . r I' Metoden enligt något av föregående krav, varvid skattningen av friktionen beräknas baserat på en modell motsvarande ef sm (f) = s”. (f) = (ti, (f) - m) 1 H, , 6 där ö är den relativa skillnaden i radier mellan frarnhjulen och bakhjulen, Metoden enligt något av föregående krav, varvid det antages att slirfaktom är samma vid båda nämnda första och andra drivhjul, och varvid skattningen av friktionen beräknas baserat på en modell motsvarande 10 15 20 25 30 ll. 12 13. 14. 15. 16. 17. 524 087 11+ SMU) = Sf,,.,(f) = (WU) _ 11,0) där ö är den relativa skillnaden i radier mellan frarnhjulen och bakhjulen, r, -rf dvs.5 = I' r Metoden enligt något av föregående krav, varvid vridmomentfördelningen ändras när vridmomentfördelningsvärdena är i området av 0.5. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid ett värde för en önskad vridmomentfördelning alstras i beroende av den rådande vridmomentfördelningen mellan närrmda första och andra drivhjul. Metoden enligt något av föregående krav, varvid ett värde för en önskad vridmomentfördelning alstras i beroende av den rådande tillgängliga friktionen för nämnda första och andra drivhjul. Metoden enligt något av föregående krav, varvid ett värde för en önskad vridmomentfördelning alstras och inmatas till en mekanism för varíering av fördelning av vridmoment i en transmissionskoppling med en variabel vridmomentfördelning. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda första och andra drivhjul är framhjul respektive bakhjul i ett fyrhjulsdrivet fordon. En anordning för bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, innefattande organ för utförande av stegen och funktionerna hos något av de föregående kraven. En datorprograrnprodukt för bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, innefattande datorprogramkodsdelar anpassade till att styra ett databearbetningssystem att utföra stegen och funktionerna hos något av de föregående kraven. 52 I Û u. ... a . .n ø _'°_ _", . n.. u a. en v ** _ _ . .. .. .. ... :_ _ _ .....- -3 ;--;~~, _, Is ' ' 1 " . . - - ~ - ~ - ~ ~ - “ 18. En transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan första och andra 10 15 20 25 30 19. 20. 21. hjulaxlar i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, varvid transmissionskopplingen har en mekanism för variering av fördelningen av vridmoment mellan nämnda första och andra hjulaxlar och en styrmekanism för styrning av nämnda variering av nämnda vridmomentfördelning, varvid nämnda styrmekanism innefattar: - organ fór bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i nämnda hjulfordon medelst - organ för beräkning av slirvärden hos ett första och ett andra drivhjul i beroende av vinkelhastigheten hos nämnda första och andra drivhjul; - organ för beräkning av normaliserade dragkrafier hos nämnda första och andra drivhjul i beroende av vridmomentfördelningen mellan nämnda första och andra drivhjul; - organ för beräkning av en friktionsskattning 9, ,62 för var och en av nämnda första och andra drivhjul i beroende av ett förbestämt samband mellan nämnda beräknade sliming och nämnda beräknade nonnaliserade dragkrafier; och - organ för utvärdering av nämnda friktion och en rådande vridmomentfördelning mellan nämnda första och andra hjulaxlar. Transmissionskopplingen enligt det föregående kravet, vidare innefattande organ för alstring av en styrsignal för vridmomentfördelning i beroende av nämnda friktion och nämnda rådande vridmomentfördelning. Transmissionskopplingen enligt det föregående kravet, varvid styrsignal för vridmomentfördelning inmatas till mekanismen för variering av vridmomentfördelning. Transmissionskopplingen enligt något av de föregående kraven 18 till 20, vidare innefattande organ för utförande av stegen och funktionema enligt något av kraven 1 till 17.1. 0 15 20 25 30 524 087 12 Patent claims. A method of determining friction between a surface and a tire of a drive wheel in a wheeled vehicle having a first and a second drive wheel, comprising the steps of: - calculating slip values of a first and a second drive wheel depending on the angular velocity of said first and second drive wheels; calculating normalized traction forces of said first and second drive wheels in dependence on the torque distribution between said first and second drive wheels; calculating a friction estimate 91, 62 for each of said first and second drive wheels depending on a predetermined ratio between said calculated slip and said calculated normalized traction forces. . The method of claim 1, wherein said slip values are calculated in a manner corresponding to the difference between the angular velocities of said first and second wheels, respectively, divided by the angular velocity of said second wheels. . The method according to any one of the preceding claims, wherein said slip values sm are calculated in a manner corresponding to the relationship _wf-w, m-90) where mf and co, are the angular velocities of the front and rear wheels, respectively. . The method according to any of the preceding claims, wherein said normalized tensile forces p p are calculated in a manner corresponding to the relationships T = f “f” zrNf _ T, “W zrN, where r, N f and N, are the wheel radius and the non-force at the front (f) respective rear wheel axle (s). . The method according to any one of the preceding claims, wherein said friction estimate is calculated by means of a relationship between the slimming and the normalized traction force beroende depending on the difference between the normalized traction forces of said first and second 10 15 20 25 10. 524 087. . ~. .- / 3 drivhjui. The method according to any one of the preceding claims, wherein said friction estimates are calculated by means of a linear relationship between sliming s (t) and non-analyzed traction force fi y (t) of said first and second drive wheels, respectively, corresponding to SfU) = Hf (l) 9f MI) = / 1, (f) 9, where indices f and r indicate front (f) and rear (r) wheel axles, respectively. The method according to the preceding claim, wherein the friction estimation pair frames 9f and 6 are determined by means of a regression model. The method according to any of the preceding claims, wherein the calculation of the slippage is further improved in a manner corresponding to the relationship between the true slimming sm and the measured slimming s fis, SMU) z SN) -S, (f) +5, where radii between the front wheel and the rear wheel, r, - rf ie. 6 =. The method according to any one of the preceding claims, wherein the estimate of the friction is calculated based on a model corresponding to ef sm (f) = s ”. (f) = (ti, (f) - m) 1 H,, 6 where ö is the relative difference in radii between the front wheels and the rear wheels, The method according to any of the preceding claims, it being assumed that the slip factor is the same in both said first and second drive wheels, and wherein the estimate of the friction is calculated based on a model corresponding to 10 15 20 25 30 ll. 12 13. 14. 15. 16. 17. 524 087 11+ SMU) = Sf ,,., (F) = (WU) _ 11,0) where ö is the relative difference in radii between the front wheels and the rear wheels, r, -rf ie.5 = I 'r The method according to any of the preceding claims, wherein the torque distribution changes when the torque distribution values are in the range of 0.5. . The method according to any of the preceding claims, wherein a value for a desired torque distribution is generated in dependence on the prevailing torque distribution between said first and second drive wheels. The method according to any one of the preceding claims, wherein a value for a desired torque distribution is generated in dependence on the prevailing available friction for said first and second drive wheels. The method according to any of the preceding claims, wherein a value for a desired torque distribution is generated and input to a mechanism for varying torque distribution in a transmission clutch with a variable torque distribution. The method according to any of the preceding claims, wherein said first and second drive wheels are front wheels and rear wheels, respectively, in a four-wheel drive vehicle. An apparatus for determining friction between a surface and a tire of a drive wheel in a wheeled vehicle having a first and a second drive wheel, comprising means for performing the steps and functions of any of the preceding claims. A computer program product for determining friction between a surface and a tire of a drive wheel in a wheeled vehicle having a first and a second drive wheel, comprising computer program code portions adapted to control a data processing system to perform the steps and functions of any of the preceding claims. 52 I Û u .... a. .n ø _ '° _ _ ",. n .. u a. en v ** _ _. .. .. .. ...: _ _ _ .....- -3; -; ~ ~, _, Is '' 1 ". . - - ~ - ~ - ~ ~ - “18. A transmission clutch for distributing a torque between the first and second 10 15 20 25 30 19. 20. 21. wheel axles of a wheeled vehicle having a first and a second drive wheel, the transmission clutch having a mechanism for varying the distribution of torque between said first and second wheel axles and a steering mechanism for controlling said variation of said torque distribution, said steering mechanism comprising: - means for determining friction between a surface and a tire of a drive wheel in said wheeled vehicle by means for calculating the slip values of a first and a second drive wheel in dependence on the angular velocity of said first and second drive wheels; means for calculating normalized traction forces of said first and second drive wheels in dependence on the torque distribution between said first and second drive wheels; means for calculating a friction estimate 9,, 62 for each of said first and second drive wheels in dependence on a predetermined relationship between said calculated sliming and said calculated non-analyzed traction forces; and - means for evaluating said friction and a prevailing torque distribution between said first and second wheel axles. The transmission clutch according to the preceding claim, further comprising means for generating a control signal for torque distribution in dependence on said friction and said prevailing torque distribution. The transmission clutch according to the preceding claim, wherein the control signal for torque distribution is input to the mechanism for varying torque distribution. The transmission coupling according to any one of the preceding claims 18 to 20, further comprising means for performing the steps and functions according to any one of claims 1 to 17.
SE0203225A 2002-10-31 2002-10-31 A method for determining the friction between a surface and a tire for road vehicles driven with all wheels and a transmission clutch for distributing a torque between wheel axles comprising said method SE524087C2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0203225A SE524087C2 (en) 2002-10-31 2002-10-31 A method for determining the friction between a surface and a tire for road vehicles driven with all wheels and a transmission clutch for distributing a torque between wheel axles comprising said method
DE60313650T DE60313650T2 (en) 2002-10-31 2003-10-15 ROAD DRIVING INDICATION FOR ROAD VEHICLES WITH ALL-WHEEL DRIVE
PCT/SE2003/001599 WO2004039621A1 (en) 2002-10-31 2003-10-15 Road friction indicator for all wheel drive road vehicles
AU2003269771A AU2003269771A1 (en) 2002-10-31 2003-10-15 Road friction indicator for all wheel drive road vehicles
ES03751701T ES2286458T3 (en) 2002-10-31 2003-10-15 ROAD INDICATOR WITH THE ROAD FOR TOTAL TRACTION ROAD VEHICLES.
EP03751701A EP1558456B1 (en) 2002-10-31 2003-10-15 Road friction indicator for all wheel drive road vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0203225A SE524087C2 (en) 2002-10-31 2002-10-31 A method for determining the friction between a surface and a tire for road vehicles driven with all wheels and a transmission clutch for distributing a torque between wheel axles comprising said method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0203225D0 SE0203225D0 (en) 2002-10-31
SE0203225L SE0203225L (en) 2004-05-01
SE524087C2 true SE524087C2 (en) 2004-06-22

Family

ID=20289433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0203225A SE524087C2 (en) 2002-10-31 2002-10-31 A method for determining the friction between a surface and a tire for road vehicles driven with all wheels and a transmission clutch for distributing a torque between wheel axles comprising said method

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1558456B1 (en)
AU (1) AU2003269771A1 (en)
DE (1) DE60313650T2 (en)
ES (1) ES2286458T3 (en)
SE (1) SE524087C2 (en)
WO (1) WO2004039621A1 (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9733625B2 (en) 2006-03-20 2017-08-15 General Electric Company Trip optimization system and method for a train
US10308265B2 (en) 2006-03-20 2019-06-04 Ge Global Sourcing Llc Vehicle control system and method
US10569792B2 (en) 2006-03-20 2020-02-25 General Electric Company Vehicle control system and method
US9950722B2 (en) 2003-01-06 2018-04-24 General Electric Company System and method for vehicle control
US9828010B2 (en) 2006-03-20 2017-11-28 General Electric Company System, method and computer software code for determining a mission plan for a powered system using signal aspect information
US8401720B2 (en) * 2006-03-20 2013-03-19 General Electric Company System, method, and computer software code for detecting a physical defect along a mission route
FI120061B (en) * 2006-04-11 2009-06-15 Valtion Teknillinen A method for collecting information about road surface slippage
US8639412B2 (en) * 2008-06-30 2014-01-28 Nissan Motor Co., Ltd. Road surface friction coefficient estimating device and road surface friction coefficient estimating method
US9834237B2 (en) 2012-11-21 2017-12-05 General Electric Company Route examining system and method
EP2514953B1 (en) * 2009-12-17 2019-08-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus
DE102010047443A1 (en) 2010-10-04 2012-04-05 Audi Ag Motor vehicle with four-wheel drive
US8498775B2 (en) 2011-01-10 2013-07-30 GM Global Technology Operations LLC Linear and non-linear identification of the longitudinal tire-road friction coefficient
US9669851B2 (en) 2012-11-21 2017-06-06 General Electric Company Route examination system and method
US9921134B2 (en) 2014-08-04 2018-03-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft System and method for determining tire wear
JP6776502B2 (en) * 2016-09-23 2020-10-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 Electric vehicle controls, control methods and control systems
CN111132878B (en) * 2017-09-26 2022-08-30 尼拉动力公司 Friction estimation
WO2024010543A1 (en) * 2022-07-08 2024-01-11 Ucak Halil Anti-spin and torque distribution differential system with synchronous reduction

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896738A (en) * 1986-06-20 1990-01-30 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Power transmitting system for a four-wheel drive vehicle
DE3735673A1 (en) * 1987-10-22 1989-05-03 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR CONTINUOUSLY DETERMINING THE FACTORY VALUE (MY) AND / OR SLOPE K (MY) OF THE (MY) SLIP CURVE
JPH06122332A (en) * 1992-10-09 1994-05-06 Nippondenso Co Ltd Slip control device for vehicle
JPH08152368A (en) * 1994-11-30 1996-06-11 Mitsubishi Electric Corp Torsional torque detector, slip detector, road-surface friction-coefficient detector and torsional-torque detecting method
JPH08258588A (en) * 1995-03-27 1996-10-08 Mazda Motor Corp Road surface condition detecting device in vehicle
DE19732554A1 (en) * 1997-07-29 1999-02-04 Itt Mfg Enterprises Inc Method and device for determining vehicle speed
JPH1159216A (en) * 1997-08-26 1999-03-02 Fuji Heavy Ind Ltd Power distributing control device for four-wheel drive vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
EP1558456A1 (en) 2005-08-03
ES2286458T3 (en) 2007-12-01
SE0203225L (en) 2004-05-01
AU2003269771A1 (en) 2004-05-25
DE60313650D1 (en) 2007-06-14
DE60313650T2 (en) 2007-12-27
EP1558456B1 (en) 2007-05-02
WO2004039621A1 (en) 2004-05-13
SE0203225D0 (en) 2002-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE524087C2 (en) A method for determining the friction between a surface and a tire for road vehicles driven with all wheels and a transmission clutch for distributing a torque between wheel axles comprising said method
JP5173809B2 (en) Vehicle stability control system
JP4459561B2 (en) Cornering power control device and cornering power control method
US6508102B1 (en) Near real-time friction estimation for pre-emptive vehicle control
DE10208815B4 (en) Method for determining a maximum coefficient of friction
CN101405176B (en) Driver-specific vehicle subsystem control method and apparatus
US9008915B2 (en) Four-wheel steered vehicle and torque distribution control methods for same
CN103946679B (en) Vehicle mass identification method and system
CN105857304A (en) Four-wheel drive vehicle-based moment of force distribution control system
US9037376B2 (en) Road-surface condition estimating device
EP2480436B1 (en) Method for estimating the height of the gravity centre of a vehicle
JPH06183288A (en) Controller for stability of vehicle turning around curve
US6169951B1 (en) Active brake control having yaw rate estimation
US8688348B2 (en) Method for setting a wheel torque in a vehicle
KR20220022514A (en) Apparatus and method for estimating the friction coefficient of road surface
US6964460B2 (en) Brake controller and method for controlling a brake system
JP5033008B2 (en) Driving force distribution control device for four-wheel drive vehicle
US7702433B2 (en) Method and device for the computer-assisted calculation of the axle loads of a vehicle
JP3067453B2 (en) Road surface friction coefficient estimation device
KR101976276B1 (en) Control apparatus of electronic limited slip differential and control method thereof
JPH0424264B2 (en)
JP5304171B2 (en) Road surface μ estimation apparatus and method
JP3426512B2 (en) Vehicle turning behavior state detection device
Bakhmutov et al. Creation of electric vehicle abs operation algorithm with possibility of hybrid braking based on slip-slope approach at wheels slip determining
KR100799488B1 (en) Vehicle steerability while driving in a curve

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed